Đồ án Hệ thống điện nguyen manh tuan

Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hố đại hố ngành lượng ngành cơng nghiệp quan trọng, nhu cầu sử dụng lượng ngày cao ưu tiên phát triển hàng đầu Năng lượng, theo cách nhìn tổng quát rộng lớn, vô tận Tuy nhiên, nguồn lượng mà người khai thác phổ biến trở nên khan trở thành vấn đề lớn giới nhà máy điện phần thiếu ngành lượng Cùng với phát triển ngành lượng việc xây dựng nhà máy điện hồ vào hệ thống điện nâng cao tính bảo đảm cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ điện chúng hỗ trợ cho có cố nhà máy đó, nâng cao chất lượng điện năng, công suất truyền tải, giảm tổn thất điện năng, ổn định cao hệ thống đáp ứng yêu cầu tiêu kinh tế kỹ thuật đề ngành lượng Sau kết thúc bốn năm học ngành hệ thống điện, em giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp gồm phần: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy Nhiệt Điện Phần 2: Thiết kế trạm treo lý thuyết Về sơ lược em hiểu biết sâu kiến thức phần điện nhà máy nhiệt điện hiểu biết phần mềm power world tính tốn ổn định cho nhà máy nhiệt điện Và trang bị kiến thức hữu ích cho cơng việc em sau trường Hà nội, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Mạnh Tuấn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa hệ thống điện đặc biệt thầy TS.Nguyễn Nhất Tùng hướng dẫn em nhiệt tình trang bị cho em lượng kiến thức sâu rộng môn nhà máy điện ổn định hệ thống điện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy điện mảng đề tài lớn đặc trưng nghành điện nói chung khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều trình độ chun mơn, q trình thiết kế em có giúp đỡ phối hợp tốt với bạn bè nhóm đồ án Một lần em xin chân thành cảm ơn bầy tỏ lòng biết ơn thầy tận tình giảng dạy giúp đỡ em năm học vừa qua SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp PHẦN 1: GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng Mục Lục PHẦN I: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN CHƯƠNG I: TÍNH TỐN CÂN BẰNG CƠNG SUẤT, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Chọn máy phát điện Tính tốn cân cơng suất 2.1 Công suất phát toàn nhà máy 2.2 Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp máy phátError! Bookmark not defined 2.3 Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp trung áp 2.4 Công suất phát cho phụ tải cấp điện áp cao ápError! Bookmark not defined 2.5 Công suất tự dùng Error! Bookmark not defined 2.6 Công suất phát hệ thống Error! Bookmark not defined 2.7 Tổng hợp đồ thị phụ tải cấp Error! Bookmark not defined Đề xuất phương án nối dây cho nhà máy nhiệt điệnError! Bookmark not defined 3.1 Đề xuất phương án nối dây Error! Bookmark not defined CHƯƠNG II: CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ÁP 20 2.1 Chọn máy biến áp 20 2.1.1 Phương án 20 2.1.2 Phương án 21 2.2 Phân bố công suất cho máy biến áp 22 2.2.1 Phương án 22 2.2.2 Phương án 23 2.3 Kiểm tra chế độ làm việc MBA 24 2.3.1 Phương án 24 2.3.2 Phương án Error! Bookmark not defined 2.4 Tính tổn thất điện MBA 30 2.4.1 Phương án 30 2.4.2 Phương án 31 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN KINH TẾ KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU Error! Bookmark not defined 3.1 Chọn sơ đồ thiết bị phân phối tính tốn kinh tế kỹ thuật chọn phương án tối ưu Error! Bookmark not defined SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng 3.1.1 Phương án Error! Bookmark not defined 3.1.2 Phương án Error! Bookmark not defined 3.2 Bảng tính tốn kết kinh tế phương ánError! Bookmark not defined CHƯƠNG IV : TÍNH TỐN DỊNG NGẮN MẠCH 40 4.1 Tính điện kháng phần tử sơ đồ thay 40 4.2 Chọn điểm để tính tốn ngắn mạch Error! Bookmark not defined 4.3 Tính tốn ngắn mạch theo điểm Error! Bookmark not defined 4.3.1 Điểm ngắn mạch N1 Error! Bookmark not defined 4.3.2 Điểm ngắn mạch N2 Error! Bookmark not defined 4.3.3 Điểm ngắn mạch N3 Error! Bookmark not defined 4.3.4 Điểm ngắn mạch N3’ 48 4.3.5 Điểm ngắn mạch N4 48 CHƯƠNG V: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪNError! Bookmark not defined 5.1 Tính tốn dòng cưỡng cấp điện áp Error! Bookmark not defined 5.1.1 Cấp điện áp cao áp 220 kV Error! Bookmark not defined 5.1.2 Cấp điện áp trung áp 110 kV Error! Bookmark not defined 5.1.3 Cấp điện áp máy phát 10,5 kV Error! Bookmark not defined 5.2 Chọn máy cắt Dao cách ly Error! Bookmark not defined 5.2.1 Chọn máy cắt 52 5.2.2 Chọn dao cách ly Error! Bookmark not defined 5.3 Chọn dẫn cứng đầu cực máy phát Error! Bookmark not defined 5.3.1 Chọn loại tiết diện Error! Bookmark not defined 5.3.2 Kiểm tra ổn định động ngắn mạch Error! Bookmark not defined 5.3.3 Kiểm tra ổn định động có xét đến dao động riêng.Error! Bookmark not defined 5.4 Chọn dẫn mềm 57 5.4.1 Chọn dẫn mềm cấp điện áp 220kV 59 5.4.2.Chọn dẫn mềm cấp điện áp 110kV.Error! Bookmark not defined 5.5 Chọn cáp kháng điện đường dây 63 5.5.1 Chọn cáp cho phụ tải điện áp máy phát Error! Bookmark not defined 5.5.2 Chọn kháng điện đường dây Error! Bookmark not defined 5.6 Chọn máy biến áp đo lường Error! Bookmark not defined SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng 5.6.1 Chọn máy biến dòng điện Error! Bookmark not defined 5.6.2 Chọn máy biến điện áp Error! Bookmark not defined 5.6.3 Hình vẽ sơ đồ nối dụng cụ đo Error! Bookmark not defined 5.7 Chọn chống sét van (CSV) Error! Bookmark not defined CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN ĐIỆN TỰ DÙNG.Error! Bookmark not defined 6.1 SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN TỰ DÙNG Error! Bookmark not defined 6.2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP 79 6.2.2 CHỌN MÁY CẮT VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN Error! Bookmark not defined PHẦN II: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TREO HẠ ÁP 84 CHƯƠNG I:XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP 85 1.1 Xác định phụ tải tính tốn 85 1.2 Chọn máy biến áp 85 CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC LOẠI THIẾT BỊ,KHÍ CỤ ĐIỆN 86 2.1 Sơ đồ đấu điện trạm biến áp 86 2.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện 87 2.2.1 Chọn thiết bị điện cao áp 87 2.2.1.1 Chọn cầu dao phụ tải 87 2.2.1.2 Chọn cầu chì tự rơi 87 2.2.1.3 Chọn chống sét van 88 2.2.1.4 Chọn sứ cao 88 2.2.1.5 Chọn dẫn đồng 88 2.2.2 Chọn thiết bị điện hạ áp 89 2.2.2.1 Chọn cáp hạ lộ tổng từ MBA đến tủ phân phối 89 2.2.2.2 Chọn Aptomat tổng 90 2.2.2.3 Chọn Aptomat nhánh 90 2.2.2.4 Chọn hạ áp 90 2.2.2.5 Chọn máy biến dòng 91 2.2.2.6 Chọn sứ đỡ 91 2.2.2.7 Chọn chống sét van hạ áp 91 2.2.2.8 Chọn thiết bị đo đếm điện 92 SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng 2.2.2.9 Chọn cáp đầu nhánh 92 2.2.3 Chọn cáp đầu nhánh 93 2.3 Tính tốn ngắn mạch kiểm tra khí cụ chọn 94 2.3.1 Tính tốn ngắn mạch 94 2.3.1.1 Tính tốn ngắn mạch phí cao áp 22kV 96 2.3.1.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV 96 2.3.2.Kiểm tra khí cụ chọn 97 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 100 3.1 Điện trở nối đất 100 3.2 Điện trở nối đất cọc 100 3.3 Điện trở nối đất hệ thống cọc 101 SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng Chương TÍNH TỐN CÂN BẰNG CỒNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY Tính tốn phụ tải cân cơng suất phần quan trọng thiết kế nhà máy điện sở để thành lập phương án nối dây cho đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tiêu kinh tế - kỹ thuật Nội dung chương tập trung vào việc giải yêu cầu kể Chọn máy phát điện Với yêu cầu nhà máy cần thiết kế gồm tổ máy, công suất tổ máy 63MW Tra bảng 1.1 phụ lục tài liệu tham khảo số 1(thiết kế phần điện nhà máy điện PGS-Ts Phạm Văn Hòa) ta chọn máy phát có thông số chủng loại sau: Loại MF Sđm MVA TBФ-63-2T 78,75 Thông số định mức Pđm Uđm Iđm cosφ MW kV kA 63 10,5 4,33 0,8 nđm v/ph 3000 Điện kháng tương đối Xd X "d X 'd 0,153 0,224 2,199 Bảng 1.1: Thông số máy phát Tính tốn cân cơng suất Do nhu cầu tiêu thụ điện khác khoảng thời gian ngày cơng suất thời điểm xác định sau: 2.1 Cơng suất phát tồn nhà máy Pđặt = 4×63 = 252 (MW); cosφNM = 0,84 STNM(t) = PTNM (%) PNM 100 cos NM (MVA) Trong đó: PTNM(%) – phần trăm cơng suất phát tồn nhà máy cosφNM – hệ số cơng suất phát PNM – cơng suất tồn nhà máy Khoảng thời gian từ (0-5)giờ (với P %=80%)ta có: STNM(t) = 80 252  240 (MVA) 100 0,84 Tính tốn tương tự khoảng thời gian lại ta có: Giờ(h) PTNM (%) STNM(MVgắn mạch để kiểm tra khí cụ điện chọn nên ta chọn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 95 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng điểm ngắn mạch hình vẽ: Hình 3-3: Sơ đồ vị trí điểm ngắn mạch Chọn điểm ngắn mạch: -Để kiểm tra thiết bị phía cao áp ta chọn điểm ngắn mạch N1 -Để kiểm tra thiết bị điện phía hạ áp 0,4kV ta chọn điểm ngắn mạch: N2-Kiểm tra cáp hạ lộ tổng aptomat tổng N3-Kiểm tra aptomat nhánh cáp lộ phụ tải Giả thiết ngắn mạch xảy dạng ngắn mạch pha đối xứng coi nguồn có cơng suất vơ lớn Vì trạm biến áp coi xa nguồn, nên tính tốn ngắn SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 96 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts Nguyễn Nhất Tùng mạch ta xem: I N  I ”  I  Điện kháng hệ thống tính gần qua công suất ngắn mạch máy cắt đầu nguồn: SN = 300 MVA Đường dây 22kV không cấp điện cho trạm biến áp sử dụng dây dẫn loại AC-120 có chiều dài 10km Dây AC-120 có r0 = 0,25 (/km) ; x0 = 0,377 (/km) Điện trở đường dây : Điện kháng đường dây : RD = ro.l = 0,25.10 = 2,5 (Ω) XD = xo.l = 0,377.10 = 3,77 (Ω) 2.3.1.1 Tính tốn ngắn mạch phía cao áp 22kV: Sơ đồ thay tính ngắn mạch điểm N1: Hình 3-4: Sơ đồ thay ngắn mạch điểm N1 Ta có: Utb = 1,05Uđm = 23kV X HT  U tb2 232   1, 76() S N 300 Tổng trở đường dây 22kV cấp cho TBA Z D  2,5  3, 77 j Vậy tổng trở từ hệ thống đên điểm ngắn mạch là: Z 1  R2  X 2  2,52  1, 76  3, 77   6, 07() Dòng điện ngắn mạch N1 là: I N1  U tb 3.Z 1  23  2,19(kA) 3.6, 07 Dòng điện xung kích là: ixk  1,8 2.I N  1,8 2,19  5,57(kA) 2.3.1.2 Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp 0,4kV Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta coi MBA hạ áp nguồn (vì nối với hệ thống có cơng suất vơ lớn), điện áp phía hạ áp khơng thay đổi xảy ngắn mạch, ta có: I N  I ”  I  Sơ đồ thay sau : SVTH: Nguyễn Mạnh Tuấn Lớp: D5-H1 97 ... cô khoa hệ thống điện đặc biệt thầy TS.Nguyễn Nhất Tùng hướng dẫn em nhiệt tình trang bị cho em lượng kiến thức sâu rộng môn nhà máy điện ổn định hệ thống điện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp... CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ ĐIỆN VÀ CHỌN CÁC LOẠI THIẾT BỊ,KHÍ CỤ ĐIỆN 86 2.1 Sơ đồ đấu điện trạm biến áp 86 2.2 Chọn thiết bị điện khí cụ điện 87 2.2.1 Chọn thiết bị điện cao... nhà máy điện mảng đề tài lớn đặc trưng nghành điện nói chung khoa hệ thống điện nói riêng đòi hỏi nhiều trình độ chun mơn, q trình thiết kế em có giúp đỡ phối hợp tốt với bạn bè nhóm đồ án Một